Calcul infinitésimal Exemples

$y = \frac{\sqrt{4 + 6 x^{3}}}{\cos^{3} (x)}$

Étape 1

Utilisez $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ pour réécrire $\sqrt{4 + 6 x^{3}}$ comme ${(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}$ .

$y = \frac{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}}{\cos^{3} (x)}$

Étape 2

Différenciez les deux côtés de l’équation.

$\frac{d}{d x} (y) = \frac{d}{d x} (\frac{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}}{\cos^{3} (x)})$

Étape 3

La dérivée de $y$ par rapport à $x$ est $y'$ .

$y'$

Étape 4

Différenciez le côté droit de l’équation.

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Étape 4.1

Convertissez de $\frac{1}{\cos^{3} (x)}$ à $\sec^{3} (x)$ .

$\frac{d}{d x} [{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x)]$

Étape 4.2

Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ est $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ où $f (x) = {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}$ et $g (x) = \sec^{3} (x)$ .

${(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [\sec^{3} (x)] + \sec^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.3

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = x^{3}$ et $g (x) = \sec (x)$ .

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Étape 4.3.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u_{1}$ comme $\sec (x)$ .

${(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{3}] \frac{d}{d x} [\sec (x)]) + \sec^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.3.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ est $n {u_{1}}^{n - 1}$ où $n = 3$ .

${(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} (3 {u_{1}}^{2} \frac{d}{d x} [\sec (x)]) + \sec^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.3.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{1}$ par $\sec (x)$ .

${(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} (3 \sec^{2} (x) \frac{d}{d x} [\sec (x)]) + \sec^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.4

Déplacez $3$ à gauche de ${(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}$ .

$3 \cdot {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x) \frac{d}{d x} [\sec (x)] + \sec^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.5

La dérivée de $\sec (x)$ par rapport à $x$ est $\sec (x) \tan (x)$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x) (\sec (x) \tan (x)) + \sec^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.6

Élevez $\sec (x)$ à la puissance $1$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} (\sec^{1} (x) \sec^{2} (x)) \tan (x) + \sec^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.7

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} {\sec (x)}^{1 + 2} \tan (x) + \sec^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.8

Additionnez $1$ et $2$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.9

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ et $g (x) = 4 + 6 x^{3}$ .

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Étape 4.9.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u_{2}$ comme $4 + 6 x^{3}$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}])$

Étape 4.9.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ est $n {u_{2}}^{n - 1}$ où $n = \frac{1}{2}$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) (\frac{1}{2} {u_{2}}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}])$

Étape 4.9.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{2}$ par $4 + 6 x^{3}$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) (\frac{1}{2} {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}])$

Étape 4.10

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{2}{2}$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) (\frac{1}{2} {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}])$

Étape 4.11

Associez $- 1$ et $\frac{2}{2}$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) (\frac{1}{2} {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}])$

Étape 4.12

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) (\frac{1}{2} {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}])$

Étape 4.13

Simplifiez le numérateur.

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Étape 4.13.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) (\frac{1}{2} {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}])$

Étape 4.13.2

Soustrayez $2$ de $1$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) (\frac{1}{2} {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}])$

Étape 4.14

Associez les fractions.

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Étape 4.14.1

Placez le signe moins devant la fraction.

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) (\frac{1}{2} {(4 + 6 x^{3})}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}])$

Étape 4.14.2

Associez $\frac{1}{2}$ et ${(4 + 6 x^{3})}^{- \frac{1}{2}}$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) (\frac{{(4 + 6 x^{3})}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}])$

Étape 4.14.3

Placez ${(4 + 6 x^{3})}^{- \frac{1}{2}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \sec^{3} (x) (\frac{1}{2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}])$

Étape 4.14.4

Associez $\frac{1}{2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}}$ et $\sec^{3} (x)$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{\sec^{3} (x)}{2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [4 + 6 x^{3}]$

Étape 4.15

Selon la règle de la somme, la dérivée de $4 + 6 x^{3}$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [4] + \frac{d}{d x} [6 x^{3}]$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{\sec^{3} (x)}{2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d x} [4] + \frac{d}{d x} [6 x^{3}])$

Étape 4.16

Comme $4$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $4$ par rapport à $x$ est $0$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{\sec^{3} (x)}{2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} (0 + \frac{d}{d x} [6 x^{3}])$

Étape 4.17

Additionnez $0$ et $\frac{d}{d x} [6 x^{3}]$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{\sec^{3} (x)}{2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [6 x^{3}]$

Étape 4.18

Comme $6$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $6 x^{3}$ par rapport à $x$ est $6 \frac{d}{d x} [x^{3}]$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{\sec^{3} (x)}{2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} (6 \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Étape 4.19

Simplifiez les termes.

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Étape 4.19.1

Associez $6$ et $\frac{\sec^{3} (x)}{2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}}$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{6 \sec^{3} (x)}{2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Étape 4.19.2

Factorisez $2$ à partir de $6 \sec^{3} (x)$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{2 (3 \sec^{3} (x))}{2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Étape 4.20

Annulez les facteurs communs.

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Étape 4.20.1

Factorisez $2$ à partir de $2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{2 (3 \sec^{3} (x))}{2 ({(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}})} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Étape 4.20.2

Annulez le facteur commun.

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{2 (3 \sec^{3} (x))}{2 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Étape 4.20.3

Réécrivez l’expression.

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{3 \sec^{3} (x)}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Étape 4.21

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 3$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{3 \sec^{3} (x)}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} (3 x^{2})$

Étape 4.22

Associez les fractions.

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Étape 4.22.1

Associez $3$ et $\frac{3 \sec^{3} (x)}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}}$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{3 (3 \sec^{3} (x))}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} x^{2}$

Étape 4.22.2

Multipliez $3$ par $3$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{9 \sec^{3} (x)}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} x^{2}$

Étape 4.22.3

Associez $\frac{9 \sec^{3} (x)}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}}$ et $x^{2}$ .

$3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x) + \frac{9 \sec^{3} (x) x^{2}}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 4.23

Simplifiez

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Étape 4.23.1

Remettez les termes dans l’ordre.

$\frac{9 \sec^{3} (x) x^{2}}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} + 3 \sec^{3} (x) {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \tan (x)$

Étape 4.23.2

Remettez les facteurs dans l’ordre dans $\frac{9 \sec^{3} (x) x^{2}}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} + 3 \sec^{3} (x) {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \tan (x)$ .

$\frac{9 x^{2} \sec^{3} (x)}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} + 3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x)$

Étape 5

Réformez l’équation en définissant le côté gauche égal au côté droit.

$y' = \frac{9 x^{2} \sec^{3} (x)}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} + 3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x)$

Étape 6

Remplacez $y'$ par $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{9 x^{2} \sec^{3} (x)}{{(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}}} + 3 {(4 + 6 x^{3})}^{\frac{1}{2}} \sec^{3} (x) \tan (x)$